Difference between revisions of "Tutorial: Advanced Orbiting/zh-cn"
m |
(完成翻译) |
||
| Line 1: | Line 1: | ||
== 霍曼转移 == | == 霍曼转移 == | ||
| − | + | '''霍曼转移'''（Hohmann Transfer）是在不改变轨道倾角的前提下，最常用的改变轨道高度的手段。这种变轨方式较为简单，一般也比较节省燃料。变轨后，航天器可绕同一天体运行，也可踏上向另一天体转移的轨道（例如由 [[Kerbin/zh-cn|Kerbin]] 转移至 [[Mun/zh-cn|Mun]] ）。 | |
| − | + | 霍曼转移的思路是先让航天器进入一个偏心率更大的转移轨道实现高度变化，待航天器达到目标高度后再重新圆化轨道。过程需要经过两次点火，并应尽量使用推重比大的引擎。若使用推重比过小的引擎，导致点火位置偏离轨道近拱点或远拱点，转移过程的燃料消耗将显著增加，甚至会多消耗 40% 的 Δv 。 | |
| − | + | 从低轨向高轨进行霍曼转移的流程如下： | |
| + | #在轨道近拱点，发动机点火正向推进（位于正圆轨道则可以在任意时刻进行），直到把轨道远拱点抬升到期望高度。 | ||
| + | #然后，当航天器到达新的轨道远拱点时，再次进行正向推进，把轨道近拱点抬升到期望的高度。 | ||
| + | |||
| + | 与此相似，从高轨向低轨转移的流程如下： | ||
| + | #在轨道远拱点，发动机点火反向推进，直到把轨道近拱点降低到期望高度。 | ||
| + | #然后，当航天器到达新的轨道近拱点时，再次进行反向推进，把轨道远拱点降低到期望的高度。 | ||
| + | |||
| + | === 奥尔德林循环轨道 === | ||
| + | |||
| + | 霍曼转移的目标是让航天器在远端进入一个新轨道。尽管霍曼转移可以用于实现天体间的转移，但在不经刻意设计的情况下，霍曼转移一般不会将航天器送入绕两个星体稳定地来回旋转的循环轨道上。如要实现这一目标，请参考英文版教程中关于奥尔德林循环轨道（Aldrin Cycler）的内容：[[Tutorial: Earth-Moon Aldrin Cycler]] 。 | ||
== 双椭圆转移 == | == 双椭圆转移 == | ||
| − | + | 在某些情况下，相比霍曼转移，'''双椭圆转移'''的能耗更少，但需要的时间则相对较长。这种情况一般会在转移前后轨道的高度相差极大（约大于12:1）时出现。这种转移方式利用了奥伯特效应（点火时初速度越高，引擎推进时功率越大）。 | |
| − | + | 从低轨到高轨进行双椭圆转移的流程如下： | |
| + | #首先，在近拱点正向点火，将远拱点抬升到比目标轨道更高的位置上。 | ||
| + | #在新的轨道远拱点正向点火，直到轨道近拱点上升到目标高度。 | ||
| + | #到达新的轨道近拱点时，进行反向点火，将远拱点降回目标高度。 | ||
| − | + | 以此类推，在对应节点进行反向操作可以降低轨道高度。利用双椭圆转移降低轨道的过程中，你可以充分利用[[aerobraking/zh-cn|气动刹车]]来降低轨道远拱点的高度。 | |
| − | + | 此附的网页链接提供了一段计算霍曼转移和双椭圆转移何时更节省燃料的 [https://ideone.com/EZ8UHX C++ 小工具代码]（作者 TomPN）。 | |
| − | + | == 轨道平面对齐 == | |
| − | == | + | 飞向其它天体前，若你的航天器和目标轨道平面不同，那一个不可或缺的步骤就是把航天器目前运行的轨道平面与目标轨道平面对齐。 |
| − | + | ||
| + | 在游戏中，对齐轨道平面前，你需要先选择目标天体或航天器，将其标记为目标。标记后，当前航天器的轨道上将会显示额外的标志，其中最重要的是轨道升交点（ascending node ，缩写 AN）与降交点（descending node，缩写 DN）的标志。这两个点是你的轨道向上/向下穿越目标轨道平面的位置。需要注意，这里的上升/下降是对顺行（向东转动）的航天器而言的。若你的轨道是逆行（向西转动）轨道，你的航天器会在升交点处向下穿越目标的轨道平面。 | ||
| + | |||
| + | 要对齐轨道平面，请在你将要到达的升交点或降交点（以用时最短的一个为准）处拉出一个机动节点，并在这个机动节点上设置法线/反法线点火。点火方向取决于交点类型：升交点处向反法线方向（向下）机动，降交点处向法线方向（向上）机动。 | ||
| + | |||
| + | 提示： | ||
| + | |||
| + | * 不要试图在升降交点以外的位置对齐轨道平面。 | ||
| + | * 如果你的轨道与目标轨道形状相似，尤其是离心率相近，那么对齐轨道平面的操作就更方便。 | ||
| + | * 在低速运行时，对齐轨道平面消耗的燃料最少。因此，如果你需要大幅改变轨道倾角（例如进入极轨），那最好在轨道高度较高的情况下进行轨道平面的修正，而非抵近目标以后再进行。为了确保追击精度，最好将航天器泊入一个较高的停泊轨道再进行操作。 | ||
| + | * 如果你只是需要改变轨道平面，而不需要追击目标轨道上的天体（例如生涯模式的某些“将卫星送入指定轨道”的合同要求），那么你可以考虑在升/降交点沿法线方向点火的同时，一并向前/向后加速，将改变轨道平面和改变轨道高度合并在一步中进行。这能帮你节省一部分燃料。 | ||
| + | * 但反之，如果你需要和目标轨道上的航天器或天体交会，那一般就需要将轨道平面对齐和轨道高度调整分成两步进行操作，以便在调整后的轨道平面上进行轨道高度和点火时间的细致调节。 | ||
| + | |||
| + | == 轨道同步 == | ||
| + | |||
| + | 此处介绍将航天器转移至目标轨道的流程。<ref>此部分英文版教程标记为未完成，但原始页面也已长时间没有更新了。——译注</ref> | ||
| − | + | === 双椭圆同步 === | |
| − | + | 操作流程如下： | |
| + | # 与目标轨道环绕同一个中心天体稳定运行。 | ||
| + | # 在轨道近拱点点火，将远拱点高度与目标轨道的远拱点高度对齐。 | ||
| + | # 在远拱点点火，圆化轨道，将近拱点高度抬升至与远拱点相同。 | ||
| + | # 在轨道升交点或降交点进行轨道平面修正。 | ||
| + | # 在目标轨道的远拱点处逆向点火，将近拱点与目标轨道的近拱点对齐。 | ||
| − | + | 如果你需要调整平近点角（航天器在目标轨道上的具体位置），请不要立即将近拱点与目标轨道的近拱点对齐。你可以通过在远拱点的多次点火，逐步调整近拱点高度和转移轨道周期，来让你的航天器进入你期望的位置。 | |
| − | == | + | === Exley 机动 === |
| − | [ | + | [[File:Orbit Synchronization how to.png|thumb|150px|A demonstration using a target planet with an orbit outside your starting planet's orbit.]] |
| − | + | Exley 机动<ref>英文版教程标注为适用于 {{version|0.17.1}} ，但内容应仍然对新版本适用。——译注</ref>是用于在不按照特定发射窗口的情况下，让航天器转移到目标行星的手段。此法由 wiki 用户 [[User:Sir_Exley|Sir Exley]] 提出并因此得名。该方法会将航天器送入一个远拱点与目标天体轨道相切、近拱点低于目标天体的转移轨道中（或相反）。利用此法转移航天器时，你可能需要等待较长的时间。 | |
| − | |||
| − | [[ | ||
| − | + | 为了更容易进入目标天体的引力作用范围，你将需要在转移轨道的近拱点或远拱点进行数次点火。 | |
==== 转移到原轨道之外的行星 ==== | ==== 转移到原轨道之外的行星 ==== | ||
| − | + | 如果你要与一个轨道在你的起始轨道之外的行星相遇，那你需要先规划一个转移轨道，该转移轨道的远拱点应尽可能地贴近你的目标行星的轨道。 | |
| − | + | 将航天器送入该转移轨道后，让它在该轨道上运行数圈，直到某一次你的航天器即将到达远拱点时，目标天体略微领先你的航天器为止。将该天体标记为目标，并在轨道远拱点设置顺向点火的机动节点，调整点火的速度增量，直到你看到航天器与目标天体下一次交会的提示。注意，这个交会提示可能转瞬即逝，你可能需要细致地控制机动节点的速度增量。到达远拱点时点火，并确认你的航天器经过点火后，下一次到达远拱点时会与目标天体交会。如果你设置好机动节点后，轨道的近拱点已经高出了目标天体的轨道，那说明你已经错过了交汇点，或目标天体仍然领先太多。 | |
==== 转移到原始轨道内的行星 ==== | ==== 转移到原始轨道内的行星 ==== | ||
| − | |||
| − | + | 类似地，如果你要与一个轨道在你的起始轨道内的行星相遇，那你需要先规划一个转移轨道，该转移轨道的近拱点尽可能地贴近你的目标行星的轨道。 | |
| − | + | 将航天器送入该转移轨道后，让它在该轨道上运行数圈，直到某一次你的航天器即将到达近拱点时，目标天体略微落后你的航天器为止。将该天体标记为目标，并在轨道近拱点设置逆向点火的机动节点，调整点火的速度增量，直到你看到航天器与目标天体下一次交会的提示。注意，这个交会提示可能转瞬即逝，你可能需要细致地控制机动节点的速度增量。到达近拱点时点火，并确认你的航天器经过点火后，下一次到达近拱点时会与目标天体交会。如果你设置好机动节点后，轨道的远拱点已经低于目标天体的轨道，那说明你已经错过了交汇点，或目标天体仍然落后太多。 | |
| − | |||
| − | + | ==== 最后一步 ==== | |
| + | |||
| + | 待航天器进入目标天体的引力范围后，切换到以目标天体为中心的视角，逆向点火（减速），直到航天器进入绕目标天体的稳定运行轨道为止。 | ||
| − | |||
[[Category:Tutorials/zh-cn]] | [[Category:Tutorials/zh-cn]] | ||
| − | |||
| − | |||
Revision as of 01:24, 18 October 2021
Contents
霍曼转移
霍曼转移（Hohmann Transfer）是在不改变轨道倾角的前提下，最常用的改变轨道高度的手段。这种变轨方式较为简单，一般也比较节省燃料。变轨后，航天器可绕同一天体运行，也可踏上向另一天体转移的轨道（例如由 Kerbin 转移至 Mun ）。
霍曼转移的思路是先让航天器进入一个偏心率更大的转移轨道实现高度变化，待航天器达到目标高度后再重新圆化轨道。过程需要经过两次点火，并应尽量使用推重比大的引擎。若使用推重比过小的引擎，导致点火位置偏离轨道近拱点或远拱点，转移过程的燃料消耗将显著增加，甚至会多消耗 40% 的 Δv 。
从低轨向高轨进行霍曼转移的流程如下：
- 在轨道近拱点，发动机点火正向推进（位于正圆轨道则可以在任意时刻进行），直到把轨道远拱点抬升到期望高度。
- 然后，当航天器到达新的轨道远拱点时，再次进行正向推进，把轨道近拱点抬升到期望的高度。
与此相似，从高轨向低轨转移的流程如下：
- 在轨道远拱点，发动机点火反向推进，直到把轨道近拱点降低到期望高度。
- 然后，当航天器到达新的轨道近拱点时，再次进行反向推进，把轨道远拱点降低到期望的高度。
奥尔德林循环轨道
霍曼转移的目标是让航天器在远端进入一个新轨道。尽管霍曼转移可以用于实现天体间的转移，但在不经刻意设计的情况下，霍曼转移一般不会将航天器送入绕两个星体稳定地来回旋转的循环轨道上。如要实现这一目标，请参考英文版教程中关于奥尔德林循环轨道（Aldrin Cycler）的内容：Tutorial: Earth-Moon Aldrin Cycler 。
双椭圆转移
在某些情况下，相比霍曼转移，双椭圆转移的能耗更少，但需要的时间则相对较长。这种情况一般会在转移前后轨道的高度相差极大（约大于12:1）时出现。这种转移方式利用了奥伯特效应（点火时初速度越高，引擎推进时功率越大）。
从低轨到高轨进行双椭圆转移的流程如下：
- 首先，在近拱点正向点火，将远拱点抬升到比目标轨道更高的位置上。
- 在新的轨道远拱点正向点火，直到轨道近拱点上升到目标高度。
- 到达新的轨道近拱点时，进行反向点火，将远拱点降回目标高度。
以此类推，在对应节点进行反向操作可以降低轨道高度。利用双椭圆转移降低轨道的过程中，你可以充分利用气动刹车来降低轨道远拱点的高度。
此附的网页链接提供了一段计算霍曼转移和双椭圆转移何时更节省燃料的 C++ 小工具代码（作者 TomPN）。
轨道平面对齐
飞向其它天体前，若你的航天器和目标轨道平面不同，那一个不可或缺的步骤就是把航天器目前运行的轨道平面与目标轨道平面对齐。
在游戏中，对齐轨道平面前，你需要先选择目标天体或航天器，将其标记为目标。标记后，当前航天器的轨道上将会显示额外的标志，其中最重要的是轨道升交点（ascending node ，缩写 AN）与降交点（descending node，缩写 DN）的标志。这两个点是你的轨道向上/向下穿越目标轨道平面的位置。需要注意，这里的上升/下降是对顺行（向东转动）的航天器而言的。若你的轨道是逆行（向西转动）轨道，你的航天器会在升交点处向下穿越目标的轨道平面。
要对齐轨道平面，请在你将要到达的升交点或降交点（以用时最短的一个为准）处拉出一个机动节点，并在这个机动节点上设置法线/反法线点火。点火方向取决于交点类型：升交点处向反法线方向（向下）机动，降交点处向法线方向（向上）机动。
提示：
- 不要试图在升降交点以外的位置对齐轨道平面。
- 如果你的轨道与目标轨道形状相似，尤其是离心率相近，那么对齐轨道平面的操作就更方便。
- 在低速运行时，对齐轨道平面消耗的燃料最少。因此，如果你需要大幅改变轨道倾角（例如进入极轨），那最好在轨道高度较高的情况下进行轨道平面的修正，而非抵近目标以后再进行。为了确保追击精度，最好将航天器泊入一个较高的停泊轨道再进行操作。
- 如果你只是需要改变轨道平面，而不需要追击目标轨道上的天体（例如生涯模式的某些“将卫星送入指定轨道”的合同要求），那么你可以考虑在升/降交点沿法线方向点火的同时，一并向前/向后加速，将改变轨道平面和改变轨道高度合并在一步中进行。这能帮你节省一部分燃料。
- 但反之，如果你需要和目标轨道上的航天器或天体交会，那一般就需要将轨道平面对齐和轨道高度调整分成两步进行操作，以便在调整后的轨道平面上进行轨道高度和点火时间的细致调节。
轨道同步
此处介绍将航天器转移至目标轨道的流程。[1]
双椭圆同步
操作流程如下：
- 与目标轨道环绕同一个中心天体稳定运行。
- 在轨道近拱点点火，将远拱点高度与目标轨道的远拱点高度对齐。
- 在远拱点点火，圆化轨道，将近拱点高度抬升至与远拱点相同。
- 在轨道升交点或降交点进行轨道平面修正。
- 在目标轨道的远拱点处逆向点火，将近拱点与目标轨道的近拱点对齐。
如果你需要调整平近点角（航天器在目标轨道上的具体位置），请不要立即将近拱点与目标轨道的近拱点对齐。你可以通过在远拱点的多次点火，逐步调整近拱点高度和转移轨道周期，来让你的航天器进入你期望的位置。
Exley 机动
Exley 机动[2]是用于在不按照特定发射窗口的情况下，让航天器转移到目标行星的手段。此法由 wiki 用户 Sir Exley 提出并因此得名。该方法会将航天器送入一个远拱点与目标天体轨道相切、近拱点低于目标天体的转移轨道中（或相反）。利用此法转移航天器时，你可能需要等待较长的时间。
为了更容易进入目标天体的引力作用范围，你将需要在转移轨道的近拱点或远拱点进行数次点火。
转移到原轨道之外的行星
如果你要与一个轨道在你的起始轨道之外的行星相遇，那你需要先规划一个转移轨道，该转移轨道的远拱点应尽可能地贴近你的目标行星的轨道。
将航天器送入该转移轨道后，让它在该轨道上运行数圈，直到某一次你的航天器即将到达远拱点时，目标天体略微领先你的航天器为止。将该天体标记为目标，并在轨道远拱点设置顺向点火的机动节点，调整点火的速度增量，直到你看到航天器与目标天体下一次交会的提示。注意，这个交会提示可能转瞬即逝，你可能需要细致地控制机动节点的速度增量。到达远拱点时点火，并确认你的航天器经过点火后，下一次到达远拱点时会与目标天体交会。如果你设置好机动节点后，轨道的近拱点已经高出了目标天体的轨道，那说明你已经错过了交汇点，或目标天体仍然领先太多。
转移到原始轨道内的行星
类似地，如果你要与一个轨道在你的起始轨道内的行星相遇，那你需要先规划一个转移轨道，该转移轨道的近拱点尽可能地贴近你的目标行星的轨道。
将航天器送入该转移轨道后，让它在该轨道上运行数圈，直到某一次你的航天器即将到达近拱点时，目标天体略微落后你的航天器为止。将该天体标记为目标，并在轨道近拱点设置逆向点火的机动节点，调整点火的速度增量，直到你看到航天器与目标天体下一次交会的提示。注意，这个交会提示可能转瞬即逝，你可能需要细致地控制机动节点的速度增量。到达近拱点时点火，并确认你的航天器经过点火后，下一次到达近拱点时会与目标天体交会。如果你设置好机动节点后，轨道的远拱点已经低于目标天体的轨道，那说明你已经错过了交汇点，或目标天体仍然落后太多。
最后一步
待航天器进入目标天体的引力范围后，切换到以目标天体为中心的视角，逆向点火（减速），直到航天器进入绕目标天体的稳定运行轨道为止。- ↑ 此部分英文版教程标记为未完成，但原始页面也已长时间没有更新了。——译注
- ↑ 英文版教程标注为适用于 version 0.17.1 ，但内容应仍然对新版本适用。——译注
